Kartenschichtverbund
Die Erfindung betrifft einen Kartenschichtverbund für kartenförmige Datenträger, insbesondere Smartkarten, Magnetstreif enkarten, Ausweiskarten und dergleichen, einen daraus hergestellten kartenförmigen Datenträger sowie Verfahren zu deren Herstellung.
Ein Kartenschichtverbund zur Herstellung kartenförmiger Datenträger besteht in der Regel aus miteinander laminierten Kunststofffolien. Aussparun- gen zur Aufnahme von elektronischen Bauelementen, insbesondere einem Chipmodul, können vor oder nach dem Laminierprozess in die Kartenschichten eingebracht werden. Es ist auch bekannt, einzelne Bauelemente oder auf Karteninletts integrierte Bauelementgruppen während des Lami- nierprozesses - ggf. auch ohne solche Aussparungen - zwischen die Karten- schichten einzubetten. Darüber hinaus können Sicherheitsmerkmale in den Schichtverbund integriert oder von außen auf den Schichtverbund aufgebracht werden, beispielsweise Hologramme, Magnetstreifen, Sicherheitsdrucke und dergleichen. Besonderer Wert wird auch auf hochwertige Druckbilder mit einer ansprechenden Optik gelegt. In diesem Zusammen- hang ist es beispielsweise bekannt, von außen sichtbare Schichten des Kar- tenschichtverbunds mit einer Metallschicht zu versehen, die Metallschicht zu bedrucken und anschließend mit einer transparenten Schicht zum Schutz gegen Verkratzen und Abrieb abzudecken. Der Aufdruck vor dem metallischen Hintergrund wirkt besonders attraktiv.
So beschreibt die US 4,897,533 eine Kreditkarte mit einer metallbeschichteten PET-Folie (Polyester-Folie), die zunächst auf eine PVC-Kartenkernschicht im Heißlaminierverfahren aufgeklebt, anschließend auf der Metallschicht bedruckt und schließlich durch eine transparente Deckschicht gegen Verkrat- zen geschützt wird. Um eine Beschädigung der bedruckten Metallschicht beim Aufbringen der Deckschicht zu vermeiden, wird zunächst das Druck-
bild im Siebdruck mit einer UV-vernetzenden Druckfarbe auf die Metallschicht und anschließend die Deckschicht entweder als UV-härtbarer Firnis oder als mittels einem Heizschmelzkleber aufgeklebte Polyesterfolie aufgebracht. Die Rückseite der Kartenkernschicht kann bereits zuvor bedruckt und mit einer auflaminierten transparenten PVC-Folie abgedeckt werden.
Die US 6,491,782 Bl beschreibt einen Kartenschichtverbund mit ähnlichem Aufbau, wobei jedoch der Kartenkern aus PVC zweischichtig aufgebaut ist, nämlich aus einer einfachen PVC-Folie und einer PVC-Metallschicht- Verbundfolie, die jeweils außenseitig bedruckt werden, bevor sie miteinander zur Bildung des Kartenkerns verbunden werden. Der so gebildete Kartenkern wird wiederum mit transparenten Deckschichten zum Schutz der Druckbilder abgedeckt.
Das Bedrucken von metallisierten Folien ist jedoch problematisch und erfordert in der Regel die vorherige Behandlung der zu bedruckenden Metallflächen mit einem Primer. Eine solche Vorbehandlung wird beispielsweise in der US 6,471,128 vorgeschlagen, wodurch die Metallschicht sowohl zum Bedrucken im Siebdruck als auch im Offsetdruck geeignet ist. In der Einleitung der zuvor genannten US 6,491,782 Bl wird außerdem erwähnt, dass ein direktes Bedrucken der metallisierten Folienoberfläche vermieden werden kann, wenn die Folie rückseitig bedruckt wird, was allerdings voraussetzt, dass das Folienmaterial transparent ist.
Das Bedrucken der metallisierten Folie ist problematisch, da die metallisierte Folie kratzempfindlich ist und bei der Verarbeitung beschädigt werden kann, insbesondere wenn die Metallbeschichtung vor dem Bedrucken noch mit einem Primer versehen werden muss. Ausschuss aufgrund von Fehl-
drucken ist ebenfalls zu befürchten. Jeglicher Ausschuss ist aber wegen der teuren metallisierten Folien möglichst zu vermeiden.
Ein weiterer Nachteil des genannten Standes der Technik liegt in dem un- symmetrischen Kartenschichtaufbau relativ zur Mittelebene des Schichtverbunds. Dadurch können unerwünschte Verwölbungen beim Abkühlvorgang nach dem Laminieren oder beim späteren Gebrauch der Karte auftreten. Ein symmetrischer Aufbau der vorbeschriebenen Kartenschichtverbunde würde dagegen so viele Schichten involvieren, dass die Fertigungskosten unwirt- schaftlich und die übliche ISO-Normdicke von 0,76 +/- 0,08 mm kaum realisierbar wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kartenschichtverbund für kartenförmige Datenträger und einen entsprechenden karten- förmigen Datenträger sowie Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, die einen gegen Verkratzen geschützten Aufdruck vor einem metallischen Hintergrund aufweisen, wobei die Ausschussquote bei der Herstellung möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Kartenschichtverbund und durch einen kartenförmigen Datenträger sowie durch Verfahren zu ihrer Herstellung mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestalrungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Dementsprechend umf asst der Kartenschichtverbund eine innenliegende Schicht, die zumindest einseitig partiell oder vollflächig mit einer Metallschicht versehen ist, und eine erste Kunststoffschicht zu jeder Seite der innenliegenden Schicht. Die über der metallisierten Seite liegende erste Kunst-
stoffschicht ist transparent, damit die Metallschicht von außen als optisch brillianter Hintergrund für ein nachfolgend noch näher erläutertes Druckbild erkennbar ist. Die innenliegende, metallisierte Schicht und die beiden angrenzenden Kunststoffschichten werden als Verbundfolie zur Verfügung gestellt, die vorzugsweise unbedruckt bleiben kann, die aber auch bedruckt sein kann. Dies hat den Vorteil, dass die kratzempfindliche Metallbe- schichtung durch die beiden aussenliegenden ersten Kunststoffschichten gegen äußere Einflüsse mechanisch geschützt ist. Die Verbundfolie kann daher gefahrlos hergestellt, zwischengelagert und weiterverarbeitet werden. Die Ausschussquote der teuren metallisierten Folie ist entsprechend gering.
Bei der Weiterverarbeitung zu dem erfindungsgemäßen Kartenschichtverbund wird jeweils eine weitere Folie als zweite Kunststoffschicht auf den aussenliegenden Seiten der beiden ersten Kunststoffschichten appliziert, wobei zumindest die auf der transparenten ersten Kunststoff Schicht liegende zweite Kunststoff Schicht wiederum transparent und desweiteren zumindest einseitig bedruckt ist, so dass das Druckbild vor dem metallischen Hintergrund sichtbar ist.
Dies bietet verschiedene Vorteile. Einerseits ist es dadurch möglich, das Druckbild auf Standardfolien, beispielsweise aus PVC, in einer beliebigen Drucktechnik herzustellen, insbesondere ohne die Notwendigkeit der vorherigen Applikation eines Primers. Andererseits lassen sich die zentrale Verbundfolie und die mit dem Druckbild versehene Folie in völlig verschiede- nen Herstellungsstätten erzeugen und erst in einem wesentlich späteren Verfahrensstadium zu dem erfindungsgemäßen Kartenschichtverbund laminie- ren. Sofern die zentrale Verbundfolie unbedruckt bleibt, kann insoweit auch kein Ausschuss durch Fehldrucke entstehen. Ausschuss ergibt sich dann nur im Zusammenhang mit den preiswerten PVC-Folien.
Schließlich lassen sich durch den Abstand des Druckbildes von der Metallschicht - augrund der dazwischen liegenden ersten Kunststoffschicht - dreidimensionale Effekte beziehungsweise Schatteneffekte vor einem metallisch glänzenden Hintergrund erzielen. Wenn das Druckbild auf der Außenseite der zweiten Kunststoffschicht liegt, ist der Abstand zur Metallschicht besonders hoch und der so erzielte 3D-Effekt maximal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die die zweite Kunststoff- Schicht bildende, transparente Kunststofffolie beidseitig bedruckt, so dass zwei Druckbilder in unterschiedlichen Ebenen beabstandet vor der Metallschicht angeordnet sind. Dadurch lässt sich ein besonderer 3D-Effekt erzielen. Alternativ kann das zweite Druckbild auch auf der Außenseite der ersten transparenten Kunststoffschicht der zentralen Verbundfolie aufgedruckt sein, was jedoch wegen der Ausschussgefahr durch Fehldrucke auf der teuren Verbundfolie weniger bevorzugt ist. Diese Ausschussproblematik lässt sich allerdings umgehen, wenn die Kunststoffschicht der zentralen Verbundfolie bedruckt wird, bevor sie mit der metallisierten Folie zur Bildung der Verbundfolie laminiert wird.
Sofern die zweite Kunststoffschicht außenseitig bedruckt ist, ist es zum Schutz des Druckbildes vorteilhaft, den Kartenschichtverbund mit einer transparenten Deckschicht über dem Druckbild zu versehen. Diese transparente Deckschicht wird gemäß einer Ausführungsvariante als separate Folie zur Verfügung gestellt und gemeinsam mit der zentralen Verbundfolie und den als Kunststofffolie vorliegenden zweiten Kunststoffschichten zu dem erfindungsgemäßen Kartenschichtverbund laminiert. Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante kann die transparente Deckschicht bereits vorab auf die zweite Kunststoffschicht aufgebracht werden, beispielsweise als
transparenter Lack oder wiederum als auflaminierte Folie. In diesem Fall wird die zweite Kunststoffschicht somit gemeinsam mit der Deckschicht als Schichtverbund zur Verfügung gestellt und mit der zentralen Verbundfolie zum endgültigen Kartenschichtverbund laminiert.
Der Laminiervorgang erfolgt in üblicher Weise unter Anwendung von Druck und gegebenenfalls Temperatur, wobei Klebersysteme zwischen den miteinander zu laminierenden Schichten zum Einsatz kommen können. Bevorzugt wird jedoch ein Laminierverfahren ohne zusätzliche Kleberschich- ten, bei dem die miteinander zu laminierenden Schichten aufgrund ihrer Materialeigenschaften allein durch Anwendung von Druck und Temperatur miteinander verschmelzen. Insofern ist es vorteilhaft, wenn die ersten Kunststoffschichten der zentralen Verbundfolie und die die daran angrenzenden, bedruckten zweiten Kunststoffschichten bildenden Kunststofffolien in etwa die selbe Erweichungstemperatur besitzen. Besonders geeignet ist beispielsweise PVC, da das Bedrucken von PVC problemlos ist. Statt PVC ist auch PETG (glykolisiertes Polyethylenterephtalat) geeignet, wobei eine Schicht auch aus PETG und die andere Schicht aus PVC sein können. Denn die Verarbeitung von PETG ist sehr ähnlich dem von PVC, mit einer Vikat- Erweichungstemperatur von ca. 70° C für PETG und von 65 bis 80° C je nach PVC-Typ.
Das Basismaterial der innenliegenden metallisierten Schicht wird vorzugsweise durch eine metallisierte PET-Folie („Polyesterfolie"; PET=Poly- ethylenterephtalat) gebildet, die standardmäßig im Handel erhältlich sind. Diese Folien sind üblicherweise metallbedampft. Die metallisierte Folie kann aber auch eine Verbundfolie aus einer polymeren Trägerschicht und einer dünnen Metallfolie sein. Die Metallschicht der innenliegenden, metallisierten Schicht kann einseitig oder beidseitig vorgesehen sein, so dass die vorbe-
schriebenen Effekte dementsprechend entweder auf nur einer oder auf beiden Seiten der aus dem Kartenschichtverbund herzustellenden Karte sichtbar werden.
Die Deckschicht, soweit eine solche notwendig ist, wird wiederum mit einer entsprechenden Erweichungstemperatur gewählt, z.B. aus PVC, insbesondere wenn die Verbindung mit den übrigen Schichten nicht durch einen haftvermittelnden Kleber, sondern allein durch die Anwendung von Druck und Temperatur hergestellt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist zumindest ein metallisierter Bereich der innenliegenden Schicht eine beugungsoptisch wirksame Reliefstruktur auf, die beispielsweise in einem Prägeverfahren vorzugsweise vor oder gegebenenfalls auch erst nach der Metallisierung hergestellt wer- den kann. Die Reliefstruktur kann sich auch vollflächig über die innenliegende Schicht erstrecken. Dadurch lassen sich holographische Effekte und andere beugungsoptische Effekte - beispielsweise ein Regenbogeneffekt - im Hintergrund des Druckbilds realisieren. Als beugungsoptisch wirksame Reliefstrukturen kommen Refraktionsmuster, Hologramme, aber auch Gitter- Strukturen (z.B. Kinegramm®, Pixelgramm) oder dergleichen in Betracht.
Die innenliegende Kunststoffschicht kann wiederum einseitig oder beidseitig mit der metallisierten Reliefstruktur ausgestattet sein.
Abgesehen von den bereits genannten Vorteilen kann der erfindungsgemäße Kartenschichtverbund dimensionsstabil, das heißt weitgehend resistent gegen Verwölbungen, ausgelegt werden. Dies wird im wesentlichen durch die Anordnung der Verbundfolie in der Mitte des Kartenschichtverbunds erreicht. Ein idealer Aufbau wird erzielt, wenn die Dicken und die Materialen
der vorbeschriebenen Schichten des Kartenschichtverbunds bezüglich der innenliegenden, metallisierten Schicht symmetrisch verteilt sind.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
Figur 1 schematisch den Schichtaufbau eines Kartenschichtverbunds gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung und
Figur 2 schema tisch den Schichtaufbau eines Kartenschichtverbunds gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung.
Figur 1 zeigt die Schichtanordnung eines Kartenschichtverbunds schematisch zu einem Zeitpunkt, bevor die Schichten miteinander laminiert werden. Durch die Anwendung von Druck und Temperatur - hier ohne Zwischenschaltung zusätzlicher Klebstoffschichten - werden die Schichten später zu einem einheitlichen Kartenschichtverbund 10 laminiert.
Der Schichtaufbau umfasst eine zentrale Verbundfolie 1, die aus einer innen- liegenden Kunststoff schicht 2 aus Polyester (PET) mit einer Metallschicht 3 und zwei transparenten Kunststoffschichten 4a, 4b aus PVC oder PETG besteht. Zu jeder Seite der beiden transparenten Kunststoff schichten 4a, 4b wird eine Kunststofffolie 5a bzw. 5b laminiert, wobei zumindest die Kunststofffolie 5a transparent ist, damit die Metallschicht 3 durch die Kunststoff - folie 5a hindurch von außen sichtbar ist. Ein Designdruck 6a und 6b ist jeweils auf der außenliegenden Oberfläche der Kunststofffolien 5a und 5b aufgebracht. Der Designdruck 6a liegt somit beabstandet vor der Metallschicht 3. Der Designdruck 6a kann alternativ auch auf der der Verbundfolie 1 zugewandten Seite der Kunststofffolie 5a liegen, wodurch der Abstand zur Me-
tallschicht 3 geringer wird. Je größer jedoch der Abstand des Designdrucks 6a zur Metallschicht 3 ist, desto auffälliger wird ein dadurch erzielter SD- Effekt bzw. Schatteneffekt des Designdrucks 6a vor dem metallischen Hintergrund. Die Metallschicht 3 kann in beliebiger Farbe spiegeln, insbesondere auch silbern- oder goldfarbig. Um eine innige Verbindung der Kunststoffschichten 4a, 4b mit den Kunststofffolien 5a, 5b ohne die Verwendung von Klebstoffen zu erreichen, bestehen die Kunststofffolien 5a, 5b aus PVC mit einem den Kunststoffschichten 4a, 4b in etwa entsprechenden Erweichungspunkt.
Eine transparente Kunststoffschicht 7a und 7b ist jeweils außenseitig des Kartenschichtverbunds 10 vorgesehen. Diese Kunststoffschichten 7a, 7b bestehen wiederum vorzugsweise aus PVC oder einem anderen Kunststoff, der sich ohne weiteres allein durch Anwendung von Druck und Temperatur mit den übrigen Schichten im Laminierv erfahren innig verbinden lässt. Die transparenten Kunststoffschichten 7a, 7b haben den Zweck, den Designdruck 6a, 6b vor äußeren Einflüssen zu schützen. Sie können daher dünn sein, mit einer Dicke von z.B. 50 μm. Sie können entfallen, wenn der Designdruck 6a auf der der Verbundfolie 1 zugewandten Seite der Kunststoff- folie 5a bzw. 5b liegt. Aus Symmetriegründen sollten die Kunststoffschichten 7a und 7b entweder auf beiden Seiten entfallen oder auf beiden Seiten vorgesehen sein, um die Gefahr der Verwölbung des Kartenschichtverbunds zu verringern.
Je nach Verwendungszweck kann auf der äußeren Seite einer oder beider transparenter Kunststoffschichten 7a bzw. 7b ein Magnetstreifen aufgebracht werden. Auch ein Unterschriftsfeld kann beispielsweise durch Aufbringen eines Unterschriftsstreifens an geeigneter Stelle auf den transparenten Kunststoffschichten 7a bzw. 7b angelegt werden.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in verschiedener Hinsicht unterscheidet. Einerseits bilden die transparenten Kunststofffolien 5a und 5b jeweils einen Verbund 9 mit den transparenten Kunststoffschichten 7a bzw. 7b. Die transparente Kunststoffschicht 7a bzw. 7b ist in diesem Falle als transparenter Lack über dem Designdruck 6a bzw. 6b aufgetragen. Sie kann aber auch aus einer Folie bestehen, die beispielsweise aufgeklebt ist.
Darüber hinaus ist die transparente Kunststoff folie 5a gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform beidseitig mit einem Designdruck 6a und 6c versehen, so dass sich durch die beiden Designdrucke 6a, 6c ein besonderer 3D-Effekt vor einem metallisch spiegelnden Hintergrund ergibt.
Schließlich ist bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform die innenliegende Kunststoffschicht 2 beidseitig mit einer Metallschicht 3a und 3b versehen, wobei die Metallschicht 3b in einem definierten Bereich eine geprägte, beugungsoptisch wirksame Reliefstruktur 8 aufweist. Auf diese Weise sind holographische Effekte und insbesondere beispielsweise ein Regenbogenef- fekt zu realisieren, die hier den Hintergrund für den Designdruck 6b bilden.
Die beiden Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 1 und 2 lassen sich in beliebiger Weise kombinieren, indem beispielsweise auf beiden Seiten der innenliegenden Kunststoffschicht 2 beugungsoptisch wirksame Reliefstrukru- ren 8 geprägt sind und/ oder indem die beugungsoptisch wirksame Relief s- truktur 8 als Hintergrund für die beidseitig bedruckte Kunststofffolie 5a dient. Außerdem muss die Metallschicht 3 nicht notwendigerweise vollflächig vorliegen. Beispielsweise kann die Metallschicht 3b lediglich im Bereich der beugungsoptisch wirksamen Reliefstruktur 8 vorgesehen sein.
Der beschriebene Kartenschichtverbund kann in beliebiger Weise zu einem kartenförmigen Datenträger weiterverarbeitet werden. Üblicherweise wird der Kartenschichtverbund zunächst als Rollenmaterial oder in Bogenform hergestellt. Aus den Rollen und Bögen werden anschließend die einzelnen Karten herausgetrennt, wobei vor und/ oder nach dem Trennvorgang weitere Bearbeitungsschritte zur Erzeugung der fertigen Karte liegen können. Diese Schritte zur Verarbeitung des Kartenschichtverbunds sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Die Ausführungsformen sind in Bezug auf Kunststoffschichten beschrieben worden. Der Erfindungsgedanke ist jedoch auch bei Verwendung von Polymerschichten anstelle von Kunststoffschichten anwendbar.